(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210802470.4 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 应急管理部国家自然灾害防治研究 院 地址 100085 北京市海淀区安宁庄路1号 (72)发明人 黄帅　朱月琴　 (74)专利代理 机构 苏州拓鸿 知识产权代理有限 公司 326 64 专利代理师 王宝成 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生仿真平台的洪涝灾害推 演方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于数字孪生仿真平台 的洪涝灾害推演方法及系统， 涉及数字仿真平台 领域， 包括： 划定洪涝灾害监测区域具有待监测 多元要素； 遍历待监测多元要素在洪涝灾害监测 区域中， 获取多元要素分布区域列表； 通过遥感 监测平台遍历多元要素分布区域列表进行地貌 特征提取， 获取地貌特征信息； 通过无人机图像 探索阵列遍历多元要素分布区域列表， 获取多元 要素特征信息； 根据地貌特征信息遍历多元要素 分布区域列表 生成地貌仿真结果； 将多元要素特 征信息输入地貌仿真结果， 生 成多元要素分布仿 真结果； 获取洪涝模拟数据组， 输入多元要素分 布仿真结果进行灾害评估生成洪涝灾害推演结 果。 解决了缺乏对洪涝灾害发展趋势的评估的技 术问题。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 115146469 A 2022.10.04 CN 115146469 A 1.一种基于数字孪生仿真平台的洪涝灾害推演方法， 其特征在于， 所述方法应用一基 于数字孪生仿真平台的洪涝灾害推演系统， 所述系统和遥感监测平台， 无人机图像探索阵 列通信连接， 所述方法包括： 划定洪涝灾害监测区域， 其中， 所述洪涝灾害监测区域具有 待监测多元要素； 遍历所述待监测多元要素在所述洪 涝灾害监测区域中进行分布区域划定， 获取多元要 素分布区域列表； 通过遥感监测平台遍历所述多元要素分布区域列表进行地貌特征提取， 获取地貌特征 信息； 通过无人机图像探索阵列遍历所述多元要素分布区域列表进行多元要素特征提取， 获 取多元要素 特征信息； 根据所述地貌特征信 息对遍历所述多元要素分布区域列表进行地貌仿真， 生成地貌仿 真结果； 将所述多元要素 特征信息输入所述 地貌仿真结果， 生成多元要素分布仿真结果； 获取洪涝模拟数据组， 输入所述多元要素分布仿真结果进行灾害评估， 生成洪涝灾害 推演结果。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据 所述地貌特征信 息对遍历所述多元 要素分布区域列表进行地貌 仿真， 生成地貌 仿真结果， 包括： 根据所述 地貌特征信息， 获取 所述多元要素分布区域列表的水平方向位置特 征序列； 根据所述 地貌特征信息， 获取 所述多元要素分布区域列表的垂直方向位置特 征序列； 遍历所述水平方向位置特 征序列， 生成水平方向地貌 趋势曲线； 遍历所述垂直方向位置特 征序列， 生成垂直方向地貌 趋势曲线； 将所述水平方向地貌趋势曲线和所述垂直方向地貌趋势曲线融合， 生成所述地貌仿真 结果。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述将所述水平方向地貌趋势曲线和所述垂 直方向地貌 趋势曲线融合， 生成所述 地貌仿真结果， 包括： 遍历所述垂直方向位置特征序列进行水平方向投影， 获取垂直方向位置特征水平投影 位置序列； 根据所述垂直方向位置特征水平投影位置序列， 关联所述水平方向地貌趋势曲线和所 述垂直方向地貌 趋势曲线， 获取关联 结果； 根据所述关联结果， 对所述水平方向地貌趋势曲线和所述垂直方向地貌趋势曲线融 合， 生成所述 地貌仿真结果。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述将所述多元要素特征信 息输入所述地貌 仿真结果， 生成多元要素分布仿真结果， 包括： 从所述多元要素 特征信息， 提取要素分布位置特 征、 要素状态特 征和要素类型 特征； 根据所述要素分布位置特征在所述地貌仿真结果中遍历所述要素类型特征， 对所述多 元要素进行分布标定； 根据所述要素状态特征对分布标定后的所述地貌仿真结果进行状态标定， 获取所述多 元要素分布仿真结果。 5.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取洪涝模拟数据组， 输入所述多元要权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115146469 A 2素分布仿真结果进行灾害评估， 生成洪涝灾害推演结果， 包括： 根据所述洪涝模拟数据组， 获取降雨数量模拟信息和降雨时长模拟信息； 根据所述多元要素分布仿真结果， 提取 水质要素通道分布位置特 征和水位状态特 征； 根据所述水位状态特征、 所述降雨数量模拟信 息和所述降雨 时长模拟信 息进行水位增 长高度预测， 生成水位增长高度数据； 判断所述水位增长高度数据是否满足预设增长高度； 若满足， 根据所述水质要素通道分布位置特征进行水质蔓延路线评估， 获取水质蔓延 路线集； 将所述水质蔓延路线集添加进所述洪涝灾害推演结果。 6.如权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述水位状态特征、 所述降雨数量 模拟信息和所述降雨时长模拟信息进行 水位增长高度预测， 生成水位增长高度数据， 包括： 根据所述洪涝灾害监测区域， 匹配降雨记录数据集； 根据所述降雨记录数据集， 基于梯度下降决策森林， 构建水位增长高度预测模型； 将所述水位状态特征、 所述降雨数量模拟信 息和所述降雨 时长模拟信 息输入所述水位 增长高度预测模型， 生成所述水位增长高度数据。 7.如权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述降雨记录数据集， 基于梯度下 降决策森林， 构建水位增长高度预测模型， 包括： 根据所述降雨记录数据集， 获取降雨数量记录数据集， 水道水位记录数据集， 降雨时长 记录数据集和水位增长高度记录数据集； 将所述降雨数量记录数据集， 所述水道水位记录数据集， 所述降雨时长记录数据集和 所述水位增长高度记录数据集设为第一训练数据集， 训练第一决策树； 将所述第一决策树 不满足预设输出准确率的训练数据提取， 生成第二训练数据集； 当所述第二训练数据集的数据量不满足预设数据量 时， 通过所述第 二训练数据集训练 第二决策树； 重复训练， 直到第M训练数据的数据量满足所述预设数据量时， 获取所述第一决策树， 所述第二决策树 直到第M‑1决策树； 将所述第一决策树， 所述第二决策树直到所述第M ‑1决策树合并， 生成所述水位增长高 度预测模型。 8.一种基于数字孪生仿真平台的洪涝灾害推演系统， 其特征在于， 所述系统和遥感监 测平台， 无 人机图像探索阵列通信连接， 所述系统包括： 监测区域划定模块， 用于划定洪涝灾害监测区域， 其中， 所述洪涝灾害监测区域具有待 监测多元要素； 要素分布区域划定模块， 用于遍历所述待监测多元要素在所述洪涝灾害监测区域中进 行分布区域划定， 获取多元要素分布区域列表； 地貌特征提取模块， 用于通过遥感监测平台遍历所述多元要素分布区域列表进行地貌 特征提取， 获取地貌特 征信息； 要素特征提取模块， 用于通过无人机图像探索阵列遍历所述多元要素分布区域列表进 行多元要素 特征提取， 获取多元要素 特征信息； 地貌仿真模块， 用于根据所述地貌特征信 息对遍历所述多元要素分布区域列表进行地权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115146469 A 3